1、考點規(guī)范練16化學(xué)反應(yīng)與能量變化(時間:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共10小題,每小題5分,共50分。每小題只有一個選項符合題目要求)1.(2017成都模擬)下列過程伴隨的能量變化中,屬于反應(yīng)熱的是()A.形成1 mol HCl鍵放出的能量B.石墨轉(zhuǎn)變成金剛石吸收的能量C.1 mol O2形成2 mol O原子吸收的能量D.水蒸氣變成液態(tài)水放出的能量2.在催化劑作用下,H2O2發(fā)生分解,其反應(yīng)能量隨反應(yīng)的進(jìn)程變化如圖:下列說法正確的是()A.H2O2分解反應(yīng)的H0B.催化劑的加入使反應(yīng)的熱效應(yīng)減小C.催化劑的加入提高了H2O2的分解率D.催化劑通過改變反應(yīng)進(jìn)程、降低反應(yīng)的活化能來提

2、高H2O2分解速率3.下列說法正確的是()A.氫氣的燃燒熱為H=-285.8 kJmol-1,則電解水時水分解的熱化學(xué)方程式 2H2O(l)2H2(g)+O2(g)H=+285.8 kJmol-1B.反應(yīng)SO2(g)+2H2S(g)3S(s)+2H2O(l)在常溫下能自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)的HcB.甲烷的燃燒熱為b kJmol-1C.2CH3OH(g)2CH4(g)+O2(g)H=2(b-a) kJmol-1D.當(dāng)甲醇和甲烷物質(zhì)的量之比為12,完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l)時,放出的熱量為Q kJ,則該混合物中甲醇的物質(zhì)的量為 mol8.已知HCN(aq)與NaOH(aq)反應(yīng)生成1 mo

3、l正鹽的H=-12.1 kJmol-1;強酸、強堿的稀溶液反應(yīng)的中和熱H=-57.3 kJmol-1。則HCN在水溶液中電離的H等于()A.-69.4 kJmol-1B.-45.2 kJmol-1C.+69.4 kJmol-1D.+45.2 kJmol-19.(2017安徽池州模擬)下列依據(jù)熱化學(xué)方程式得出的結(jié)論正確的是()A.常溫常壓下,1 g H2在足量Cl2中燃燒生成HCl氣體放出92.3 kJ的熱量,則熱化學(xué)方程式可表示為H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)H=+184.6 kJmol-1B.甲烷的燃燒熱為890.3 kJmol-1,則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為CH4(g)+2O

4、2(g)CO2(g)+2H2O(g)H=-890.3 kJmol-1C.已知NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)H=-57.4 kJmol-1,則含20.0 g NaOH的稀溶液與稀鹽酸完全中和,放出28.7 kJ的熱量D.相同條件下,2 mol氫原子所具有的能量小于1 mol氫分子所具有的能量10.已知:2Fe2O3(s)+3C(s)3CO2(g)+4Fe(s)H=+468.2 kJmol-1;C(s)+O2(g)CO2(g)H=-393.5 kJmol-1;則4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)的H是()A.-1 648.7 kJmol-1B.-1 255

5、.3 kJmol-1C.-861.7 kJmol-1D.+861.7 kJmol-1二、非選擇題(本題共3個小題,共50分)11.(15分)氫氣是一種清潔能源,氫氣的制取是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點;氫氣也是重要的化工原料。(1)納米級的Cu2O可作為太陽能分解水的催化劑。一定溫度下,在2 L密閉容器中加入納米級Cu2O并通入0.10 mol水蒸氣發(fā)生反應(yīng):2H2O(g)2H2(g)+O2(g)H=+484 kJmol-1,不同時段產(chǎn)生O2的量見表格:時間/min20406080n(O2)/mol0.001 00.001 60.002 00.002 0上述反應(yīng)過程中能量轉(zhuǎn)化形式為光能轉(zhuǎn)化為能,達(dá)

6、平衡過程中至少需要吸收光能 kJ(保留三位小數(shù))。(2)氫氣是合成氨工業(yè)的原料,合成塔中每產(chǎn)生2 mol NH3,放出92.2 kJ熱量。已知:則1 mol NH鍵斷裂吸收的能量約等于。(3)已知:2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=-483.6 kJmol-1N2(g)+2O2(g)2NO2(g)H=+67.7 kJmol-1則H2還原NO2生成水蒸氣和氮氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是。12.(20分)工業(yè)上合成反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),其反應(yīng)過程的能量變化如圖所示:已知:1 mol SO2(g)氧化為1 mol SO3(g)的H=-99 kJmol-1。請回答下列問題:(

7、1)圖中A、C分別表示、,E的大小對該反應(yīng)的反應(yīng)熱(填“有”或“無”)影響。該反應(yīng)通常用V2O5作催化劑,加V2O5會使圖中B點(填“升高”或“降低”),理由是。(2)圖中H= kJmol-1。(3)V2O5的催化循環(huán)機理可能為:V2O5氧化SO2時,自身被還原為四價釩化合物,四價釩化合物再被氧氣氧化。寫出該催化循環(huán)機理的化學(xué)方程式:。(4)如果反應(yīng)速率v(SO2)為0.05 mol(Lmin)-1,則v(O2)= mol(Lmin)-1、v(SO3)= mol(Lmin)-1。(5)已知單質(zhì)硫的燃燒熱為296 kJmol-1,計算由S(s)生成3 mol SO3(g)的H=。13.(2016

8、浙江理綜,節(jié)選)(15分)催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問題的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化劑存在下,CO2與H2可發(fā)生兩個平行反應(yīng),分別生成CH3OH和CO。反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H1=-53.7 kJmol-1CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H2某實驗室控制CO2和H2初始投料比為12.2,在相同壓強下,經(jīng)過相同反應(yīng)時間測得如下實驗數(shù)據(jù):T/K催化劑CO2轉(zhuǎn)化率/%甲醇選擇性/%543Cat.112.342.3543Cat.210.972.7553Cat.115.339.1553Cat.212.071

9、.6備注Cat.1:Cu/ZnO納米棒;Cat.2:Cu/ZnO納米片;甲醇選擇性:轉(zhuǎn)化的CO2中生成甲醇的百分比已知:CO和H2的燃燒熱分別為H(CO)=-283.0 kJmol-1、H(H2)=-285.8 kJmol-1H2O(l)H2O(g)H3=+44.0 kJmol-1請回答:(1)反應(yīng)的H2= kJmol-1。(2)在下圖中分別畫出反應(yīng)在無催化劑、有Cat.1和有Cat.2三種情況下“反應(yīng)過程能量”示意圖。參考答案考點規(guī)范練16化學(xué)反應(yīng)與能量變化1.B化學(xué)反應(yīng)中的能量變化叫反應(yīng)熱,化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)是舊鍵的斷裂和新鍵的形成。形成1 mol HCl鍵只涉及化學(xué)鍵的形成,是放熱過程,其能

10、量變化不屬于反應(yīng)熱,A錯誤;石墨轉(zhuǎn)化為金剛石既有舊鍵的斷裂,又有新鍵的形成,故其能量的變化為反應(yīng)熱,B正確;C項,只涉及化學(xué)鍵的斷裂,沒有新鍵的形成,故其能量變化不屬于反應(yīng)熱,C錯誤;D項,水蒸氣變成液態(tài)水是物理變化,屬于物理過程,過程中的熱量變化不是反應(yīng)熱,D錯誤。2.D由圖可知,反應(yīng)物H2O2具有的能量高于生成物具有的能量,則該反應(yīng)為放熱反應(yīng),H0,A項錯誤;加入催化劑,可改變反應(yīng)的活化能,從而改變反應(yīng)速率,但不能改變反應(yīng)的熱效應(yīng),B項錯誤;催化劑只能改變反應(yīng)速率,不能使平衡發(fā)生移動,故不能提高H2O2的分解率,C項錯誤;催化劑能降低反應(yīng)的活化能,從而改變反應(yīng)進(jìn)程,提高H2O2的分解速率,

11、D項正確。3.B燃燒熱是1 mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物放出的熱量,故電解水時水分解的熱化學(xué)方程式為2H2O(l)2H2(g)+O2(g)H=+571.6 kJmol-1,A項錯誤;SO2與H2S之間的反應(yīng)是一個熵值減小的反應(yīng),它能自發(fā)進(jìn)行,則有H-TSb,A項錯誤;甲烷的燃燒熱是指1 mol CH4完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)H2O時放出的熱量,反應(yīng)中生成的是氣態(tài)H2O,故b kJmol-1不是甲烷的燃燒熱,B項錯誤;2-2可得2CH3OH(g)2CH4(g)+O2(g)H=2(b-a) kJmol-1,C項正確;-+得CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H=-(a

12、+c-b) kJmol-1,若設(shè)甲醇的物質(zhì)的量為x,則CH4的物質(zhì)的量為2x,根據(jù)和有(a+c-b) kJmol-1x+2x kJmol-1c=Q kJ,x= mol,即混合物中甲醇的物質(zhì)的量為 mol,D項錯誤。8.D由題意可寫出熱化學(xué)方程式:HCN(aq)+OH-(aq)CN-(aq)+H2O(l)H=-12.1 kJmol-1;H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H=-57.3 kJmol-1,由-可得HCN(aq)CN-(aq)+H+(aq)H=(-12.1 kJmol-1)-(-57.3 kJmol-1)=+45.2 kJmol-1,D項正確。9.CH2在Cl2中燃燒放出熱量,H

13、0,A項錯;B項,生成物中水應(yīng)為液態(tài),B項錯;1 mol NaOH完全中和放出57.4 kJ熱量,0.5 mol NaOH完全反應(yīng)放出28.7 kJ熱量,C項正確;氫原子轉(zhuǎn)化為氫分子,形成化學(xué)鍵放出能量,故2 mol氫原子具有的能量大于1 mol氫分子具有的能量,D項錯。10.A將已知反應(yīng)依次記為,根據(jù)蓋斯定律,由3-即可得出4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)H=-393.5 kJmol-13-468.2 kJmol-1=-1 648.7 kJmol-1。11.答案 (1)化學(xué)0.968(2)391 kJ(3)4H2(g)+2NO2(g)N2(g)+4H2O(g)H=-1 034.9

14、 kJmol-1解析 (1)題述反應(yīng)過程中能量轉(zhuǎn)化形式為光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,達(dá)平衡時,生成氧氣0.002 mol,至少需要吸收的光能為0.002 mol484 kJmol-1=0.968 kJ。(2)3H2(g)+N2(g)2NH3(g),反應(yīng)的焓變=反應(yīng)物斷裂化學(xué)鍵吸收的能量-生成物形成化學(xué)鍵放出的能量=3436 kJmol-1+945.8 kJmol-1-6E(NH)=-92.2 kJmol-1,E(NH)=391 kJmol-1。(3)反應(yīng)4H2(g)+2NO2(g)N2(g)+4H2O(g)可以由2-得到,故H=(-483.6 kJmol-1)2-67.7 kJmol-1=-1 034.

15、9 kJmol-1。12.答案 (1)反應(yīng)物總能量生成物總能量無降低因為催化劑改變了反應(yīng)歷程,使活化能E降低(2)-198(3)SO2+V2O5SO3+2VO2、4VO2+O22V2O5(4)0.0250.05(5)-1 185 kJmol-1解析 (1)圖中A表示反應(yīng)物總能量,C表示生成物總能量,E為活化能,與反應(yīng)熱無關(guān),但使用催化劑可以降低活化能。(2)圖中表示的是2 mol SO2(g)的反應(yīng),因此H=-99 kJmol-12=-198 kJmol-1。(3)V2O5氧化SO2時,自身被還原為四價釩化合物VO2,可寫出相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。(4)依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比可進(jìn)行計算。(5)S(s)+O2(g)SO2(g)H1=-296 kJmol-1SO2(g)+O2(g)SO3(g)H2=-99 kJmol-1由3+3得:3S(s)+O2(g)3SO3(g)H=(H1+H2)3=-1 185 kJmol-113.答案 (1)+41.2(2)解析 (1)根據(jù)CO、H2的燃燒熱可得熱化學(xué)方程式:CO(g)+O2(g)CO2(g)H=-283.